レンズの曲率と焦点距離の関係(ある曲率を持ったレンズに平行光を入射した場合)-03

 

まずは以下の図のような光線を考えましょう.
そこで,まずは,平行光がレンズによって屈折していく様子を考えましょう.

これはこれで...結構複雑ですね....
まずは,それぞれの記号の説明をしましょう.
 φ : 光線がレンズ左側に当たった場所の曲率半径の軸に対する角度
 r : 曲率回転半径
 h : そのときの高さ
 dx : そのときのレンズ中心からのずれ
 θ : 屈折した光線が軸と交わる点での角度
 s : 屈折した光線が軸と交わる点の距離
 θA1 : 入射角
 θG1 : 屈折角
です.

幾何学的な関係は,

となります.また,屈折の関係から,

となります.ここで,ここでしめした近似を使うと,

と簡単になります.また,

これらを代入することにより,

と,s,を求めることができました.
うまく,光線が当たる高さ,h,が消えていますね.
次に,右側のガラス面での屈折を考えましょう.

 

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